GB/T 151中浮头式换热器管板应力计算新途径

文章给出了依据GB/T151计算浮头换热器管板有效厚度对应的管板应力和换热管应力的两种途径,途径一:利用GB/T 151的C曲线图通过迭代法求解管板应力,并得到换热管应力;途径二:利用GB/T 151的fri曲线图以及mt曲线图直接求解管板应力,并得到换热管应力。在工程实践中,可以通过文章提出的途径按管板实际有效厚度计算管板和换热管的实际应力,以便于对管板厚度进行工程评价。     

GB/T 151浮头式热交换器管板厚度计算不需选代求解释疑

GB/T 151确定浮头式热交换器管板计算厚度时没有试算求解过程,引起了其与弹性基础圆平板理论不符的疑问。文章从系数C的力学意义、影响参数入手,分析及解释了GB/T 151浮头式热交换器管板设计方法,揭示了试算法和穷举法求解管板计算厚度的力学涵义,证明它们的本质是一致的,并由此阐明穷举法是符合弹性基础圆平板理论的、科学合理的设计方法。     

板壳理论在压力容器强度设计中的经典应用之一——四种换热器管板强度设计技术分析(下)

以直观的变形与应力的材料力学关系对管板复杂应力进行定性受力分析,深入浅出地阐明各种管板应力的产生机理和计算原理,重点揭示不同管板计算方法间的差别与贯通性。其比繁复的汤姆逊函数所表述的定量力学分析,复杂的公式推导更加便于理解。以固定管板计算原理为基础,解决各种结构的浮头管板、填函管板及柔性管板的计算问题,并应用一次结构法使管板设计更为科学合理且经济安全。以4种特殊结构的"U形"管板换热器管板和4种特殊结构弹性基础管板为例,说明如何应用GB/T 151管板计算方法进行管板的应力的计算。     

板壳理论在压力容器强度设计中的经典应用之一——四种换热器管板强度设计技术分析(上)

以直观的变形与应力的材料力学关系对管板复杂应力进行定性受力分析,深入浅出地阐明各种管板应力的产生机理和计算原理,重点揭示不同管板计算方法间的差别与贯通性。其比繁复的汤姆逊函数所表述的定量力学分析,复杂的公式推导更加便于理解。以固定管板计算原理为基础,解决各种结构的浮头管板、填函管板及柔性管板的计算问题,并应用一次结构法使管板设计更为科学合理且经济安全。以4种特殊结构的U型管板换热器管板和4种特殊结构弹性基础管板为例,说明如何应用GB/T 151管板计算方法进行管板的应力的计算。     

大温差三腔冷却器管板设计研究

对一台固定管板式三腔冷却器的管板设计进行了研究,该换热器三个管腔分别具有不同的压力与温度,与GB/T 151中固定管板计算模型存在较大差异。使用有限元分析法计算了三腔在大温差情况下管板的受力状态;对比了常规设计方法与分析设计方法的计算结果;分析了温度、压力分布不均对管板造成的影响;研究了固定管板在不均匀温度、压力作用下常规设计方法的可行性。     

固定管板应力计算方法在浮头管板和填函管板上的变通应用

通过分析浮头管板和固定管板周边的剪力和弯矩的差别与联系,指出对固定管板变通处理后,可以解决浮头管板的计算问题。文章给出了具体的变通方法,并用一工程算例验证了其正确性。在此基础上,按照变通方法解决了文献所提的"对于工程设计所取管板有效厚度δ(实际)大于GB/T 151所得到的最小管板厚度δ时,如何得到管板和换热管的实际应力"的问题。此外,使用浮头管板的计算方法,对文献所提问题给出了"许用应力折算法"和"压力折算法"等两种计算方法。计算结果表明这两种方法均可用。     

板壳理论在压力容器强度设计中的经典应用之二——八种压力容器壳体的强度计算方法分析(下)

GB 150和GB/T 151是关于压力容器设计、制造等方面的两个主导标准,其中列入了8种受压壳体和4种管板的计算方法。这些元件的计算公式都是基于板壳理论弹性分析推导所得,由于涉及较复杂的数学及力学知识,使广大压力容器设计人员对此不便深入学习理解。文章深入浅出地以材料力学为基础,以结构变形与应力的关系全面诠释上述各元件由板壳理论弹性分析所得的计算公式、应力分布规律和设计计算要点,使设计者便捷地深入掌握理解各元件的计算方法和要点,有效提升设计技术水平。     

板壳理论在压力容器强度设计中的经典应用之二——八种压力容器壳体的强度计算方法分析(上)

GB 150和GB/T 151是关于压力容器设计、制造等方面的两个主导标准,其中列入了8种受压壳体和4种管板的计算方法。这些元件的计算公式都是基于板壳理论弹性分析推导所得,由于涉及较复杂的数学及力学知识,使广大压力容器设计人员对此不便深入学习理解。文章深入浅出地以材料力学为基础,以结构变形与应力的关系全面诠释上述各元件由板壳理论弹性分析所得的计算公式、应力分布规律和设计计算要点,使设计者便捷地深入掌握理解各元件的计算方法和要点,有效提升设计技术水平。     

带膨胀节固定管板换热器的强度计算

国家标准GB 151《管壳式换热器》的管板计算方法不能适应带膨胀节的固定管板换热器的计算。文献[1]指出,对这种换热器直接按GB 151方法设计管板,有可能造成大的设计失误。其原因是计算中未考虑壳程压力p_s在膨胀节波谷中作用引起的轴向伸长。笔者分析了此"伸长"对换热器管板应力的重要影响,提出一种将"伸长"化为"当量管壳温差"以解决此类换热器管板设计问题的方法,该计算具有精确性。     

双管板抽提蒸馏塔再沸器的工程设计

以抽提蒸馏塔再沸器为例,结合新版标准GB/T151-2014介绍双管板换热器的工程设计,着重阐述双管板换热器的结构设计、管板间隙和管板厚度的选取和计算,最后对制造及检验提出要求。     

基于一次结构法的挠性管板强度计算新方法

为了对蒸汽发生器的挠性管板等关键结构进行安全评定,根据一次结构法原理应用GB 150.3、GB/T 151等标准公式和SW6软件对各元件的一次应力及其连接结构的二次应力进行了应力解析计算和安全评估。结果表明,管板与壳体内壁连接处的径向弯曲应力往往是最大应力的所在,是校核设计的关键;一次结构法可用于本案例的管板设计,降低设备成本。文章应用SW6-2011软件,根据一次结构法原理对蒸汽发生器这类带折边挠性薄管板提出一种简便易行、安全可靠的强度设计新方法,可便捷地得到比通常应力分析方法更经济合理的设计结果。     

基于ANSYS的固定管板换热器有限元分析

建立了固定管板式换热器的有限元分析模型,按标准方法计算六种工况下管板应力、壳程筒体的轴向应力以及换热管的轴向应力。同时采用JB4732-1995的方法对管板与筒体的应力进行评定,采用GB/T151-2014的方法对换热管的轴向应力、拉脱力进行评定。结果表明,管板及换热管满足结构的强度要求。     

高压U形管换热器的管板计算

讨论了一种U形管换热器管板的计算。由于结构特殊,在GB151—1999《管壳式换热器》中没有这种管板的计算方法。文章在分析此种管板受力的基础上,提出了一种建议计算方法。     

中心开孔的固定管板计算

本文根据受压环板的受力分析,并结合该类管板实际边界的约束情况,给出了中心开孔的固定管板的简易计算方法,经过与GB151、TEMA固定管板的计算方法作比较,对本文计算法的安全可靠性作出了评价。     

换热器薄管板的设计计算

将管板视作管子固定支撑下的平板，建立薄管板数学模型，得出了薄管板厚度计算公式；参考GB151-1989（（钢制管壳式换热器》的管板设计计算，提出了适合我国应用的薄管板设计公式；根据应力测定、爆破试验以及使用情况分析，给出了国内薄管板厚度系列表，为薄管板的工程设计提供可靠依据。     

双管板换热器的强度计算

双管板换热器是一种特殊结构的固定管板换热器，它的强度设计方法在GB151《管壳式换热器》中未有给出。在对双管板换热器与一般结构换热器的受力进行分析比较的基础上，论证提出了一种工程计算方法，结果偏于安全可靠。允许两块管板采用不同等厚度，使设计趋经济合理。     

特殊结构浮头式换热器的管板强度计算

分析比较了三种基于弹性基础圆平板理论的管板受力情况,指出了管板应力计算的差异,提出了用一种变通的固定管板计算方法来解决特殊结构浮头式换热器管板的应力计算.开发出一种将固定管板应力计算方法应用于其他结构换热器管板应力计算的新途径,使GB 151管板计算方法有更广泛的适应性.     

高压U形管换热器管板设计

通过实例对美国的TEMA标准和ASMEⅧ-1与我国的GB151标准的管板计算进行分析、比较。对特殊结构管板计算进行应力分析。     

开大孔的换热器管板厚度的近似计算方法

运用GB151—1999《管壳式换热器》中管板布管区面积相等的原则,将开大孔的环形管板转化为普通圆形管板进行近似计算,通过对开大孔的环形管板进行定性分析和定量计算以及应力校核,验证了开大孔的环形管板设计的可靠性、合理性与安全性。     

NB/T 10938—2022《绕管式热交换器》标准简介

NB/T 10938—2022 《绕管式热交换器》是国内外发布的首部绕管式热交换器产品标准。从编制角度对其背景、原则及主要技术规定进行了介绍。从适用范围、术语与定义、通用要求、材料及设计几个方面辨析了NB/T 10938—2022主要技术规定与TSG 21—2016 《固定式压力容器安全技术监察规程》、 GB/T 150.1～150.4—2011 《压力容器》、 GB/T 151—2014 《热交换器》、GB/T 27698.1—2011 《热交换器及传热元件性能测试方法 第1部分：通用要求》以及GB/T27698.8—2011 《热交换器及传热元件性能测试方法 第8部分：热交换器工业标定》的关联内容。从分类、热交换器的型号、换热管排列形式、绕管式热交换器管板计算、换热管要求、中心筒的要求，安装、使用和维护，附录等规定探讨了绕管式热交换器设计要点。NB/T 10938—2022的发布和实施标志着我国绕管式热交换器的建造和使用进入了新阶段。